全国连锁店视频监控系统建设方案.doc
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全国连锁店视频监控系统建设方案
佛山市金盈邦数码技术有限公司
2010-1
目录
1.1 设计思路说明 3
1.1.1 设计原则 3
1.1.2 技术选择原则 4
1.2 系统方案设计 5
1.2.1视频管理系统 1
1.2.2图像存储系统 1
1.2.3图像显示系统 1
1.2.4系统整体业务流程说明 1
1.3 系统架构说明 2
2 H3C视频监控相关产品介绍 4
2.1 中心管理服务器（VM5000） 4
2.2 媒体转发服务器（MS8000） 2
2.3 WEB视频管理服务器（WEB8000） 6
2.4 编码器（ECR3308-HD） 1
2.5 解码器（DC2004） 1
3 H3C视频监控系统总体描述 4
3.1 系统概述 4
3.2 整体系统架构层次 4
2.2.1监控接入层 4
2.2.2承载交换层 4
2.2.3控制管理层 4
2.2.4视频应用层 5
3.3 系统功能特点 5
2.3.1图像质量清晰 5
2.3.2系统高可靠性 5
2.3.3集中化管理 6
2.3.4良好的系统开放性 6
2.3.5灵活廉价的光纤布线成本 6
2.3.6全系统时钟同步 6
3.4 监控系统组成 6
2.4.1系统前端设备部分（监控接入层） 6
2.4.2网络架构 8
2.4.3系统管理平台部分 8
2.4.4系统存储部分（视频应用层）（后期部署考虑） 12
3.5 网络视频编、解码器设计 14
2.5.1编码器设计 14
2.5.2解码器设计 15
2.5.3监控客户端 15
2.5.4视频管理服务器软件 15
2.5.5数据管理服务器软件 16
3.6 系统特点 16
3.6.1 开放、标准、先进的系统架构 16
3.6.2 高质量、可靠的运营管理 17
3.6.3 高清、舒适的图像质量 17
3.6.4 可靠、安全的存储 17
3.6.5 最大程度的投资保护 17
3.7 智能分析系统介绍（第三方集成，后期可以接入） 18
4 图像业务系统流程 20
4.1 实时图像点播 20
4.2 远程控制 21
4.3 图像检索和回放 22
4.4 报警管理 23
4.5 人机交互界面 24
4.6 用户与权限管理 25
4.7 日志管理 25
4.8 轮切业务 26
4.9 多画面业务 26
4.10 终端注册认证 27
4.11 时间同步 28
4.12 集中管理和批量配置 28
1.1设计思路说明
1.1.1设计原则
由于本项目需将监控设备覆盖全国各省市营业厅，为方便各市将来增加的监控设备，本项目在实施过程将制定统一的技术标准和施工规范。
同时，系统设计应充分考虑视频监控系统总体的协调性、统一性和兼容性，进行集中设计、综合设计和优化设计，提高系统的适用性、可靠性、稳定性，降低系统建设成本。
在设计监控系统时，以技术先进、系统实用、结构合理、产品主流、低成本、低维护量作为基本建设原则，规划系统的整体构架。
具体要求为：
1、实用性。
在设备选型时，主要依据用户的实际情况，结合目前市场上占有率高的各类产品，选择具有最优性能价格比和扩充能力的产品。
2、先进性。
在产品设计上，整个系统软硬件设备的设计符合高薪技术的潮流，多媒体数字化、压缩、解压、传输等关键设备均处于国际领先的技术水平。
在满足现期功能的前提下，系统设计具有前瞻性，在今后较长一段时间内保持一定的技术先进性。
3、合理性。
根据用户的网络情况，量身设计监控系统结构，使监控系统达到最优性能；监控
系统结构与用户的管理机构相吻合，方便系统管理与维护。
同时，在系统设计时，充分考虑系统容量及功能的扩充，方便系统扩容及平滑升级。
4、经济性。
在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本，采用经济适用的的技术和设备，利用现有设备和资源，综合考虑系统的建设、升级和维护费用。
5、规范性。
控制协议、编解码协议、接口协议、多媒体文件格式、传输协议等符合相关国
家标准、行业标准和公安部颁布的技术规范。
6、可维护。
系统操作简单，实用性高，具有易操作、易维护特点，系统具有专业的管理维护终端，方便系统维护。
并且，系统具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，能得到及时、快速的维护。
7、可管理。
系统具有专业的管理终端，进行系统的设备和用户集中、统一管理，实施对所有远端设备的控制、设置，保证系统高效、有序、可靠地发挥其管理职能。
8、安全性。
系统采取全面的安全保护措施，防止雷击、过载、断电和人为破坏，具有高度的安全性和保密性。
1.1.2技术选择原则
至今为止，我国视频监控系统的发展经理了三个阶段：
第1代模拟视频监控系统；第2代数字视频监控系统；第3代网络视频监控系统。
本项目拟采用较为成熟和先进的第3代网络视频监控系统。
本项目由省级监控中心作为系统的最高节点，是监控系统的核心，其次，在各市、县开放一定的权限给当地进行视频数据的查询，最后，在办税服务厅建设前端视频采集系统。
在监控中心，实现对整个管理中心进行集中监控，实现对系统运行状态的监控、各客户端权限管理、图像检索、回放控制等功能。
采用IPNAS设备对图像进行分布式存储，并且通过解码器对系统传输的图像信号进行切换、重放。
显示部分使用监视器进行图像重现。
所有监控点采用同轴电缆传输到每层相应的弱电井后接入视频编码器后上传到TCP/IP以太网上。
图像存储设备采用IPNAS分布式存储。
可采用动态录像，存储分辨率为D1（720×576），帧率25帧/秒。
1.2系统方案设计
本方案采用H3C监控视频管理服务器VM5000，MS8000媒体交换服务器，ECR3308-HD编码器，用于各连锁店连接摄像头；DC2004-FF解码器。
各管理服务器均采用千兆网络接入监控中心。
各连锁店摄像头通过视频线接入ECR3308-HD编码器，然后通过互联网接入总部网络。
所有接入均采用IP传输技术。
视频图像经过H3C编码器进行H.264/MPEG4编码格式编码之后，输出2路数据流，其中一路为基于UDP的组播实时流，传输至后端网络后经解码器解码后可以直接显示到监控中心电视墙上，也可供后端VC用户客户端（安装在PC上）直接调阅查看；而另一路数据流使用基于TCP的iSICI存储流，经过交换机后以数据块的形式直接写入IPSAN存储中，本项目中，采用IPNAS本地存储方式部署，前端编码器所采集到的视频图像直接存储在带有存储功能的编码器ECR3308-HD上。
通过在监控中心客户可以通过VC管理员客户端对整个监控系统的设备以及业务进行管理。
图像查询支持精确查找，能够以非常直观的形式对监控图像进行基于“秒”级的定位及回放。
简化了工作步骤，缩短了工作时间，提高了工作效率。
在存储方面，H3C公司除了采用基于业界标准化的IP存储系统除了能为用户提供可高、稳定、专业、安全的存储资源外，由于其采用了标准化的IP协议、全千兆交换式灵活的架构，使其维护、扩容都变得非常简单。
同时在业界首次将存储虚拟化技术引入视频监控系统，使海量视频数据“管理难”的问题从根本上得到了解决。
而整套系统的管理均使用H3C的VM8000管理平台进行图形化、平台化的统一管理，降低了用户使用的技术门槛。
由于采用了统一平台进行管理，使得用户在操作、维护上变得更加轻松，方便。
所有视频信号经过编码器编码转换成H.264数字信号，经过IP网络传送至监控中心，通过VC用户客户端在电脑上进行实施查看和回放图像。
在监控中心，通过增加解码器将数字视频信息还原成模拟信号，在大屏幕上显示出来。
显示图像过程中，可以应用轮切技术，就能非常方便切换不通视频通道上图像。
由于采用IP监控系统，可以使得管理中心网络上的任意一台VC用户客户端（只需在PC上安装VC客户端就可以轻松实现），都可以对所有对图像进行实时监控和回放。
当然，通过整个IP监控系统的用户权限控制，可使得每个客户端只能在一定范围内对摄像头进行实时监控和回放。
（1）图像摄取
各监控点设置摄像机，用于图像信息摄取，通过模拟信号线传输至相对应的编码器。
（2）图像编码、显示和控制
模拟视频图像经编码器已H.264/MPEG4编码格式压缩编码后变成数字信号，就近接入到交换机。
（3）监控中心图像显示
在中心监控，VC用户客户端可以对前端所有摄像头的图像进行查看。
（4）分布式图像存储
采用IPNAS方式存储视频信息。
监控系统原理图
1）数字视频编解码系统
本次采用的数字视频编解码器ECR3308-HD支持H.264、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式，提供从单路到8路各种密度的规格，可支持实时流和存储流双流设计，并能够支持高至8Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流并且可以根据用户需求任意调整接入摄像机路数，数字编解码设备应采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。
根据客户的需求，本次所配置的每台编码器均支持标清以上接入，最大分辨率能达到D1方式。
3）系统管理平台
包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器，视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。
数据管理服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据，支持对系统所有存储资源进行全方位的监控和管理，支持不间断的视频检索、回放等业务
客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理，并集成了基本的GIS功能方便用户操作。
4）承载网络系统
采用现有广域网资源对前端视频编码器传输的数据进行接入、汇聚、交换。
通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制，同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。
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1.2.1视频管理系统
在监控中心部署VM5000视频管理系统，VM5000视频管理系统完成整个系统中所有设备的认证、注册以及控制信令的下发功能；同时实现对广东地税系统全省办税服务厅图像的管理、授权、控制功能；同时VM8000视频及数据管理系统支持分级分域部署，通过监控中心的VM5000设备的部署完成各个设备的管理、认证以及权限分配功能。
1.2.2图像存储系统
VM5000视频管理服务器同时完成数据的管理功能，可通过监控管理中心的VM5000完成对存储资源计划、资源分配、以及存储设备检查和存储数据的检索功能，同时在安全事件发生时，可完成监控管理中心对各楼宇现场重要视频图像的备份存储功能。
1.2.3图像显示系统
监控中心通过部署视频解码器和VC8000软件客户端实现对整个系统中所有图像资源的数字解码功能，监控中心、观察室等可通过解码器自带的视频输出接口直接与监视墙进行连接；同时对于监控中心工作人员或领导，在电脑上安装一套软件视频客户端VC8000实现实时浏览前端图像、检索历史重要数据、以及对前端摄像头进行PTZ控制以及编码器的设置功能，从而实现对前端图像源进行管理。
1.2.4系统整体业务流程说明
视频监控系统解决方案借鉴NGN（下一代通讯网络）架构，采用视频流控制和承载交换相分离的机制，可以高质量的实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储及历史视频流回放等。
其中VM视频管理服务器是整个系统的信令控制和管理核心，所有监控的控制流都由VM视频管理服务器处理。
VM/DM管理服务器作为存储系统的管理核心，可以对前期部署的分布式存储和后期集中（扩容）部属的IPSAN网络存储设备进行统一的存储资源管理，灵活实现各种应用；系统中的实时监视流则是通过IP网络进行以分布式的交换和处理。
本套系统基于单播网的业务流处理机制－实时监视流与存储流分开处理，系统管理和业务流程如下所述:
1）实时视频流
实时流具有偶发性，并具备大收敛比，可通过IP网络组播实现实时图像流的分发功能支持大规模监控，减少传统方案的瓶颈和图像的延时。
2）、存储视频流
视频存储流采用文件方式直接写入本地存储中，充分发挥IPNAS或者SAN存储的高效、可靠和可扩展性，解决大容量存储中间服务器的瓶颈问题。
3）点播回放流
视频管理客户端和解码器通过UDP单播访问EC编码器，引入相应监控场景的音视频流，从而实现实时查看不同监控场景的功能。
4）控制流
视频监控系统包含的管理服务器和软件有：
数据管理服务器（DM）、视频管理服务器（VM）和视频管理客户端（VC），它们之间以及与系统终端设备之间的交互信息通过控制流交换。
1.3系统架构说明
新建系统采用全IP监控的方式。
所有前端摄像机均通过视频编码器数字化，视频图像的数字化、传输、存储、管理系统同时构建在高质量的IP数字专网之上，采用开放的IP架构、基于全IP软交换技术实现所有业务流的交换分发，实现控制信令与视频交换承载网络相分离，符合下一代网络（NGN）架构发展趋势。
本系统包括前端采集系统，数字视频图像管理平台，网络交换机和IPSAN数字图像存储系统，具体架构设计如下：
1）为了满足全系统数字图像快速控制切换的需求，，无需通过服务器完成视频流的分发，提供端到端的实时视频浏览业务。
2）为了提高系统存储的可靠性，避免大量图像并发存储的业务瓶颈，系统的视频编码设备能充分支持IPSAN存储，本系统的IPSAN存储设备支持前端编码器的直接写入，不需通过专用服务器，提供端到端的网络视频存储业务。
3）为了满足可靠、快速的系统控制切换需求，系统所有的控制、切换、注册、自检、报警信令的转发控制均采用独立的高性能信令服务软件－视频管理服务软件完成。
4）为了满足项目未来系统规模扩展的需求，本系统所有IPSAN存储设备和信令服务器只需要通过软件设置方便的完成系统迁移、容量扩展而不中断业务的开展。
5）系统可以方便的通过IP网络（含交换机）自身的扩展能力克服网络视频传输数量的瓶颈，通过通过网络自身的交换能力的扩展满足视频交换切换能力不断提升的需求。
6）为了方便系统集成和今后的增值应用开发，系统的数字视频综合管理平台软件可提供应用集成系统软件开发所需的API和开发包，并提供相应的开发函数说明。
同时所提供的视频信息可以被国际认可的标准软解码器解码，便于第三方开发增值视频分析软件。
7）配置的客户端软件，作为高级管理员客户端，可对系统到设备进行方便灵活的设置；另有WEB8000视频管理服务器，最大支持同时并发50个用户，可方便实现省市县三级管理普通用户的管理需求。
2H3C视频监控相关产品介绍
2.1中心管理服务器（VM5000）
VM5000视频管理服务器
定位
VM5000视频管理服务器整合了VM8000视频管理服务器和DM8000数据管理服务器的功能，同时具备信令管理和数据管理的功能，适合系统建设规模较大、应用要求灵活、功能丰富和不要求大并发量集中备份的行业监控场合。
特点
l采用LINUX嵌入式操作系统，支持双机热备，保证系统运行的高可靠性；
l支持软件看门狗，同时具有自愈能力，当意外掉电、网络故障等问题修复后，服务器自动恢复到故障发生前的状态；
l只处理信令信息，不负责媒体流的集中处理转发和转存，当服务器故障时不影响视频流的存储和已经建立的监控关系；
l强大的存储管理功能,可以对分散的IPSAN设备进行统一资源管理；
l支持对IPSAN设备运行状态的监视，保证设备正常工作；
l支持计划存储和告警联动存储等多种数据存储方式；
l支持标准SIP协议，为今后开发多种业务应用服务器提供通用接口；
l支持多服务器分级、分域的系统管理模式，多域互联遵循《跨区域视频监控联网共享技术规范》（DB33/T629.1-2007）；
l支持对用户权限进行分级、分组、分设备的灵活配置管理；
l内嵌免费GIS服务器，支持基于GIS电子地图实现监控基本操作功能；
产品规格
硬件指标
整机功耗（典型值）
400w
输入电压
100V～127VAC/200V～240VAC，50Hz/60Hz
外型尺寸（高×宽×深）
43.6mm×430mm×503.4mm（1U）
重量
9.4kg
工作环境温度
5℃～40℃
储运环境温度
-40℃～70℃
工作环境湿度
20%～80%（无冷凝）
可靠性
MTBF>120000小时，MTTR<0.5小时
技术指标
管理的编解码器数量
编码器1000个，解码器500个
管理的监视器数目
500个
管理的摄像机数目
5000个
可配置的最大用户数
2000个
同时在线的用户数目
200个
最大并发信令处理能力
150条/秒
备份能力（推荐值）
100Mbps
网络存储设备管理能力
100台EX1000、VX1500（主机柜+扩展柜算1台IPSAN）存储设备
支持前端设备种类
全系列EC、ECR、DC；通过DA8000代理服务器支持海康主流型号DVR、大华主流型号DVR接入
人机界面
支持VC客户端和WEB配置（存储管理）
单通道解码可配置轮切组数目
256
多级多域
VM8000/VM5000/ISC3000之间的互通
跨域支持编码器的注册与发现、摄像机目录共享、心跳功能、云台控制、实时监控、录像回放、干线管理、分级分域权限管理等
标准遵循
遵循《跨区域视频监控联网共享技术规范》（DB33/T629.1-2007）
平级多域
VM8000/VM5000（主机）互联能力
32台VM8000/VM5000服务器互联（目录共享，客户端可同时访问多服务器下摄像头资源）,跨域支持单域的主要功能
存储资源管理
注册管理
对IPSAN存储设备进行统一注册管理
设备查询
对存储设备的运行情况查询
状态监控
监控IP存储资源的状态，状态发生变化时，并及时上报
兼容设备
H3CIPSAN/NAS、H3CECR
存储计划管理
策略管理
EC可以存储到ECR或IPSAN上，ECR存储在本地或备份到IPSAN上
定制策略
为每个编码器通道分配存储资源，制定存储计划
存储查询
查询各编码器通道分配的存储资源、存储计划执行情况
批量计划
可批量定制编码器存储计划
图像存储管理
定时存储
设置存储时间策略
报警存储
报警触发存储
警前存储
支持在报警发生前的一段时间内录像
警后存储
定义报警发生后的一段时间内录像
循环存储
硬盘容量满后自动覆盖前面录像
远程备份
支持将IPSAN上的块数据和ECR上的NAS文件数据备份到另外的NAS存储上
备份管理
备份配置
对NAS设备进行选择，容量设置
IPSAN手动备份标示
支持对IPSAN中任意数据进行标示，然后手动备份到其它IPSAN，可以根据标识模糊查询检索
ECR手动备份标示
支持对所辖ECR中的任意数据进行标示，然后手动/自动备份到IPSAN，在手工方式下，可以添加备份描述，可以根据标识模糊查询检索
手动备份
支持IPSAN到NAS、NAS到NAS、VC的本地图像文件到NAS的备份
自动备份
ECR录像按计划自动备份到中心存储，*中心IPSAN到NAS的按计划备份
设备管理
时钟同步
支持采用NTP协议和标准时钟源同步，
设备检测
CPU温度，风扇转速监测，并上报VM
系统环境
CPU
2.8GHz2MCacheXeon
内存（RAM）
2GB
操作系统
LinuxCentOS4.4
数据库
PostgreSQL8.2
业务接口
4个GE口，1个FE口
内置磁盘
160GB的SATA硬盘
实现功能描述：
服务器业务功能
功能分类
功能项
说明
设备管理功能
解码器管理
增加、删除、修改、查询、保活、注册等
编码器管理
增加、删除、修改、查询、保活、注册，相应的摄像机管理（增加/删除/查询）等
存储管理服务器管理
添加、修改、信息查询、故障信息上报等
对客户端管理
登录、状态管理等
组播管理
组播地址和组播源管理
监控控制功能
解码器控制
实时流组播发送、参数下发等
编码器控制
从组播获取数据并解码播放
客户端控制
从组播或IPSAN存储设备获取数据、离线探测、媒体播放等
摄像头（云台）控制
透传远摇控制指令、控制协议转换、球机预制位轮巡、操作冲突解决等
存储管理服务器控制
DM查询、故障上报、通知等
监控策略
对轮切策略等监控业务策略进行配置和管理
业务应用
NTP时钟服务
管理服务器之间时间自动同步的功能，还可以在编码器上叠加OSD视频时钟
GIS服务扩展
获取地图信息、电子地图基本操作、可视化状态监视、定位搜索、关联动作启动等
用户及权限管理
用户配置
增加、删除、修改用户
帐户权限管理
帐户属性、分域、权限限制等
跨域控制权限管理
跨域控制摄像头和调阅视频权限管理
用户登录管理
用户登录管理
客户端退出
要求输入密码
系统功能
信息管理
对包括用户、行政区域、设备归属、云台协议列表等信息进行管理
配置管理
对各种设备属性、参数及界面信息进行配置
日志管理
对操作类、报警类等各类日志、存储日志进行管理
告警台
设置告警级别、告警方式、告警策略等
统计/显示功能
对设备、用户、组播资源、系统资源等进行进行统计和显示
存储管理功能
属性
说明
存储资源管理
对整个系统中的ECR设备进行统一注册管理。
注册信息包括可用资源容量、资源策略等。
协助客户端建立与存储资源的连接。
监控IP存储资源的状态，状态发生变化时，并及时上报。
存储计划管理
为每台编码器制定存储计划，设定编码器在哪些时段可以存储数据，哪些时段不可以存储数据。
根据存储计划和编码器通道码率为每个编码器通道分配存储资源。
当存储计划发生变更时，会及时通过视频管理服务器通知编码器改变存储行为。
动态查询各编码器的存储资源，检查编码器的存储计划执行情况。
发现编码器未遵循存储计划时，并及时上报。
视频数据检索回放
在确认用户检索的数据之后，把检索结果（指定时间段内是否有相应的数据）返回给用户。
用户可以选择某一时段的数据进行回放。
视频数据备份
提供数据备份功能，允许用户把一些重要的数据备份到备份的存储资源中，并提供点播回放功能。
时钟同步
支持NTP时钟同步协议，与NTP服务器时钟同步
管理及维护
提供了基于Web的用户界面，直观、简单、易操作。
支持日志管理，包括日志分级、检索、导出等。
2.2媒体转发服务器（MS8000）
MS8000媒体交换服务器
定位
MS8000媒体交换服务器是IVS8000解决方案管理平台的可选核心媒体处理服务器，可以实现单播网络环境下的视频复制分发和单组播转换，还可以将IPSAN存储格式转换为通用VOD格式满足增值应用需求，适合联网环境比较复杂的的行业监控场合。
特点
l采用LINUX嵌入式操作系统，支持双机热备，保证系统运行的高可靠性；
l支持软件看门狗，同时具有自愈能力，当意外掉电、网络故障等问题修复后，服务器自动恢复到故障发
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